CN201025677Y - 蓄电池充电器 - Google Patents
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Abstract
蓄电池充电器包括整流电路,滤波电路,变压器和控制电路,市电与整流电路、滤波电路、变压器初级连接,变压器输出端接IC模块A的输入端,IC模块A的温度补偿端、电压检测端接蓄电池,电流控制端口接IC模块B,IC模块B的脉冲输出端为充电接口。本充电器充电分为快慢两个阶段。接通IC模块B的端口1为快充,输出脉冲电流IAVA,VA等于或稍小于待充蓄电池的临界电压;待蓄电池的电压升至临界电压,IC模块A断开与IC模块B端口1,蓄电池电压降至额定电压,IC模块A接通IC模块B的端口2,输出脉冲电流IBVB,IB=0.1IA~0.2IA,VB=0.97VA~VA,蓄电池再次升至充电电压,再断开端口2、降至额定电压再接通,反复循环间歇慢充,至蓄电池电压保持为额定电压。
Description
(一)技术领域:
本实用新型涉及一种充电器,特别是一种用于铅酸蓄电池组的蓄电池充电器。
(二)背景技术:
铅酸蓄电池的制造成本低、容量大、价格低廉,使用十分广泛。影响铅酸蓄电池寿命的因素很多,采用正确的充电方式,能有效延长蓄电池的使用寿命。现有的充电器大多数都会出现电池欠充及过充的现象。
蓄电池欠充是电池尚未恢复到原有的电压容量,极板的化学还原反应未完成。蓄电池长期的欠充,部分极板上即产生硫酸铅结晶、出现钝化现象,表面即难以再通过还原反应复原,这部分极板只占空间和重量而不能再参与电化学反应释放电能。
过充是指电池达到临界电压后再继续充电。电池被过充,特别是高倍率大电流连续过充,因正极产生的氧气来不及被消耗,电池内压升高,将会使蓄电池的外壳鼓底、凸肚,甚至开裂漏液。蓄电池报废。
在对多个蓄电池组成的蓄电池组充电时,常会因各电池容量差异导致有些电池被过充,有些电池欠充。放电时容量高的电池未放完电,而容量低的则被过放。如此恶性循环,电池性能会迅速显著降低,电池受到损害,出现漏液或低(零)电压等现象,降低蓄电池的使用寿命。
针对蓄电池的充电问题,现有大量各种防止过充或欠充的新型脉冲或智能充电器出现。如中国实用新型专利01247648.X“智能循环间歇脉冲充电器”具有预充恒流、恒压、涓充三段循环式充电模式,精度高,利于延长电池寿命。但此类充电器多采用单片机控制电路,电路比较复杂,充电器成本较高。另外并未解决浮充时电压控制问题,还是会发生过充。特别是在对电池组充电时,因各电池状况不可能完全一致,现有的充电器难以保证对各个电池恰当地充足电且又不过充。
(三)实用新型内容:
本实用新型的目的是提供一种结构简单,保证充电容量,且有效防止过充和欠充,延长蓄电池寿命的蓄电池充电器。
本实用新型公开的蓄电池充电器包括整流电路,滤波电路,变压器和控制电路,控制电路又包括IC模块A和IC模块B,IC模块A有温度补偿、电流取样和电压反馈的作用,IC模块B可以产生脉冲电流。市电与整流电路、滤波电路、变压器初级连接,变压器输出端接IC模块A的输入端,IC模块A的温度补偿端、电压检测端接待充电的蓄电池,IC模块A的电流控制端口接IC模块B,而IC模块B的脉冲输出端为本充电器的充电接口。
本充电器的充电方式分为脉冲式快充和间歇式慢充两个阶段。IC模块B产生脉冲电流和电压,接通其端口1,IC模块B产生脉冲电流IA电压VA,VA等于或稍小于待充蓄电池的临界电压。接通端口2,IC模块B产生脉冲电流IB和电压VB,IB=0.1IA~0.2IA,VB=0.97VA~VA,IC模块A对待充电蓄电池经电压检测端进行电压检测、并根据待充蓄电池电压其电流控制端接通IC模块B的不同端口,控制充电器的输出电流。
本充电器对蓄电池充电时,市电送入全波整流电路,提取直流电流部分,通过滤波电路使电压波动得到有效控制,然后再由变压器把提取后得到的电压转化成IC模块的额定电压值。IC模块A对待充电蓄电池电压进行检测、并根据待充蓄电池的电压,接通IC模块B的不同端口、控制其输出。开始充电时,IC模块A检测到蓄电池的电压低于额定的电压,接通IC模块B的端口1,以脉冲电流对蓄电池进行较大电流充电。充电初期,待充电蓄电池的正负极板都处于硫酸铅状态,有较大的接受能力,所以初期采用脉冲大电流快充。随着待充电蓄电池极板物质不断得到还原,电压不断升高,当IC模块A检测到待充电蓄电池的电压升至临界电压时,其电流控制端断开与IC模块B的端口1的连接、暂停蓄电池的充电。此时蓄电池的电压只是一个虚电压,随极板表面物质化学反应的进行,待充电蓄电池表现的虚充电压回落,当IC模块A检测蓄电池电压低于额定电压值后,IC模块A的电流控制端接通IC模块B的端口2,IC模块B以较小的脉冲电流对蓄电池进行充电。此时的充电器进入间歇式慢充阶段。当IC模块A再次检测待充电蓄电池的电压与充电器输出电压相同时,其电流控制端再次断开与IC模块B端口2的连接、暂停对蓄电池的充电。当蓄电池电压又一次低于额定电压值后,IC模块A重新接通IC模块B的端口2,再次以小电流充电。如此反复间歇式小电流充电,至待充电蓄电池的电压稳定不低于额定电压值时,既完成充电。
本充电器的IC模块A的温度补偿端接待充电蓄电池,充电器对蓄电池充电过程中,蓄电池的极板间产生化学反应使其温度升高,这时IC模块A对蓄电池有温度补偿的作用,使蓄电池不会发热。
本蓄电池充电器的优点为:1、根据蓄电池的极板活性物质反应情况自动调节充电方式,从而使电池储存能量达到最大饱和度,IC模块A在检测到充电蓄电池的电压达临界电压时,其电流控制端暂停、并改变与IC模块B连接的端口,对蓄电池以不同的脉冲电流进行充电,故不会发生过充现象;2、本充电器的间歇脉冲充电方式,能够对蓄电池极板进行修复,清除极板表面沉积的硫酸铅结晶,并有效地防止新的结晶硫化物产生;恢复蓄电池极板的高效工作状态,保证蓄电池稳定的容量输出,提高蓄电池的工作效率,大大延长蓄电池寿命;3、本充电器用于对蓄电池组充电时,能有效平衡各单个电池电压,尽管电池组的各电池容量存在差异,本充电器不会造成某个电池过充,而是使各电池均陆续达到最大饱和状态,从而提高了充电效率和蓄电池循环使用寿命;4、本充电器还有保护蓄电池电极不发热的补偿功能;5、本充电器主要部件均为市售元器件,结构简单,成本低,易于生产制作。
(四)附图说明:
图1为本蓄电池充电器实施例的电路原理图。
(五)具体实施方式:
如图1所示为本蓄电池充电器实施例的电路原理图,市电与全波整流电路、滤波电路和变压器初级连接,变压器次级接IC模块A和IC模块B。
本例的充电器用于对蓄电池组进行充电,单个蓄电池饱和时的额定电压为14V,临界电压为14.75V。四个蓄电池为一组,蓄电池组的额定电压为56V。蓄电池组的临界电压为59V±0.2V。本例中的IC模块A采用非固定频率电流模式控制器,IC模块B为脉冲发生集成电路。IC模块A连接IC模块B的端口1或端口2,IC模块B接通不同端口时分别产生脉冲电流IA、VA和IB、VB。本例中IA为3.5A,VA为59V;IB为0.5A,VB为57.2V。IC模块A检测待充电蓄电池电压为临界电压59V±0.2V,断开与IC模块B端口1连接。
充电器与待充电蓄电池组连接进行充电,充电初期IC模块A连接IC模块B的端口1,充电器输出端的3.5A、59V的脉冲电流对电池组充电,为快充阶段。当IC模块A检测到蓄电池组电压达到临界电压59V±0.2V,即每个电池的电压为14.75V时,断开IC模块B的端口1,暂停充电,保证电池不会发生过充。此时蓄电池组表现的虚电压在充电暂停期间逐渐下降,当降至低于额定电压56V时,IC模块A接通IC模块B的端口2,充电器输出端的0.5A±0.02A、57.2V~59V的脉冲电流对电池组再次充电。当IC模块A再次检测到蓄电池组的电压达到充电器输出电压,又暂断开与IC模块B的端口2的连接、暂停充电。蓄电池组电压又再次下降,当再低于额定电压56V,IC模块A再次接通IC模块B的端口2、再对蓄电池进行小电流充电。如此反复循环、间歇式小电流充电。单个蓄电池的临界电压为14.75V,因本充电器对蓄电池组的充电电压最高为59V,每个蓄电池上的压降为14.75V,所以当某个蓄电池的电压达到14.75V临界电压,对该蓄电池的充电即停止,因此不会过充。而其它电池仍可继续进行充电还原反应。多次反复间歇充电后蓄电池组各电池的电压稳定上升,且各个电池的电压平衡均等。至间歇之后,IC模块A检测到蓄电池组电压回落后仍不低于56V,即蓄电池组的电压达到饱和状态的额定电压值时,停止充电。
本例的充电器IC模块A的温度补偿端接待充电蓄电池,充电器对蓄电池充电过程中,蓄电池的极板间产生化学反应,温度升高,这时IC模块A的温度补偿端对蓄电池进行温度补偿,使蓄电池不发热。
Claims (6)
1.蓄电池充电器,包括全波整流电路,滤波电路,变压器和控制电路,市电与整流电路、滤波电路、变压器初级连接,其特征在于:所述控制电路有IC模块A和IC模块B,变压器输出端接IC模块A的输入端,IC模块A接IC模块B;IC模块B的脉冲输出端为本充电器的充电接口、接待充电蓄电池。
2.根据权利要求1所述的蓄电池充电器,其特征在于:所述IC模块B有两个不同端口,IC模块A接通其端口1,IC模块B产生脉冲电流IA和电压VA,VA等于或稍小于待充蓄电池的临界电压;IC模块A接通端口2,IC模块B产生脉冲电流IB和电压VB,IB=0.1IA~0.2IA,VB=0.97VA~VA。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电池充电器,其特征在于:所述IC模块A的温度补偿端接待充电蓄电池。
4.根据权利要求2所述的蓄电池充电器,其特征在于:所述IC模块B的端口1接通,充电器输出端的脉冲电流IA=3.5A、VA=59V;IC模块B的端口2接通,充电器输出端脉冲电流IB=0.5A、VB=57.2~59V。
5.根据权利要求1或2所述的蓄电池充电器,其特征在于:所述IC模块A为非固定频率电流模式控制器,所述IC模块B为脉冲发生集成电路。
6.根据权利要求4所述的蓄电池充电器,其特征在于:所述IC模块A检测待充电蓄电池的电压为59±0.2V断开IC模块B的端口1。
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